用於使用高效高級音頻編碼解碼器和運動圖像專家組環繞解碼器來恢復多通道音頻信號...的製作方法

2023-05-13 18:42:26

專利名稱：用於使用高效高級音頻編碼解碼器和運動圖像專家組環繞解碼器來恢復多通道音頻信號 ...的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於通過根據縮混(downmix)音頻信號的種類來考慮 延遲、以在運動圖像專家組(MPEG)環繞解碼器處將縮混信號與MPEG環 繞邊信息(side information)信號進行同步的設備和方法。具體地，本發明涉 及一種用於當將MPEG環繞解碼器與HE-AAC解碼器連結時、通過考慮時域 的縮混信號和正交鏡像濾波器(QMF)域信號的縮混信號之間的不同延遲、 來維持從MPEG環繞解碼器中輸出的多通道音頻信號的同步的設備和方法。
背景技術：
運動圖像專家組(MPEG)環繞技術將多通道音頻信號壓縮為縮混信號 和邊信息。MPEG環繞技術可以以高質量模式或低功率模式來實現用於從編 碼器中傳送的縮混信號和邊信息比特流的解碼器。雖然高質量MPEG環繞解 碼器通過使用殘留信號和時間處理(TP)工具來提供高音頻質量，但是它需 要高度的複雜性。相反地，低功率MPEG環繞解碼器以諸如將正交鏡像濾波 器(QMF)的計算改變為實數計算的方法來減小複雜性。雖然稍微降低了音 頻質量，但是低功率MPEG環繞解碼器適合於諸如行動電話的消耗低功率的 終端。
MPEG環繞解碼器通過使用邊信息比特流，來將利用 一般的單聲道/立體 聲音頻編碼器(例如，高級音頻編碼(AAC)編碼器或高效高級音頻編碼 (HE-AAC)編碼器)壓縮的縮混信號恢復為多通道音頻信號。由於對於每 個頻帶提供在此使用的邊信息比特流，所以應使用由QMF組(bank)和奈奎 斯特(Nyguist)濾波器組組成的混合濾波器組來將縮混信號轉換到頻帶。該 轉換引起延遲。當在HE-AAC解碼器的QMF處理之後獲取了縮混信號時， 例如在MPEG環繞解碼器中，可以直接提取QMF域的信號，並將其施加到 MPEG環繞解碼器，從而防止由於濾波引起的延遲。
高質量MPEG環繞解碼器不但可以使用時域的縮混信號而且可以使用從HE-AAC解碼處理中獲取的QMF域的縮混信號，如圖1所示。當使用時域的 縮混信號時，在執行QMF分析濾波器組101和奈奎斯特分析濾波器組102 的處理中發生對應於704個樣本的延遲。同樣，在圖2所示的多通道音頻信 號的合成處理中，在奈奎斯特合成濾波器組201中發生對應於0個樣本的延 遲，而在QMF合成濾波器組202中發生對應於257個樣本的延遲。總共發生 了對應於961個樣本的延遲。當使用利用HE-AAC編碼器編碼的縮混信號時， 因為高質量MPEG環繞解碼器的QMF與HE-AAC解碼器的QMF相同，所 以可以直接使用可以從HE-AAC解碼處理中獲取的QMF域的信號。同樣， 由於在HE-AAC解碼器的譜帶複製(SBR)工具中奈查斯特組所需的對應於 384個樣本的先行信號(look-ahead signal)已經可用，所以優點是在濾波處 理中沒有延遲發生。
然而，當在時域中將利用HE-AAC編碼器編碼的縮混信號施加到MPEG 環繞解碼器時，從MPEG環繞邊信息信號中提取的空間參數被延遲961個樣 本，所述961個樣本包括在HE-AAC解碼器的QMF合成處理中發生的對 應於257個樣本的延遲、以及在高質量MPEG環繞解碼器的QMF濾波和奈 奎斯特濾波處理中發生的對應於704個樣本的延遲。因而，在HE-AAC解碼 器和高質量MPEG環繞解碼器之間對縮混信號進行同步，從而將其恢復到所 期望的多通道信號。
在此併入參考"ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 N8177, Study on Text of ISO/IEC FCD 23003-1， MPEG Surround ，， 、 "Audio Engineering Society Convention Paper presented at the 115th Convention, October 10 through 13， 2003， New York" 、 W、及"Audio Engineering Society Convention Paper presented at the 119th Convention, October 7 through 10, 2005, New York"
發明內容
技術問題
本發明實施例旨在提供一種用於當將MPEG環繞解碼器與HE-AAC解碼 器連結時、通過考慮時域的縮混信號和正交鏡像濾波器(QMF)域信號的縮 混信號之間的不同延遲、來維持從MPEG環繞解碼器中輸出的多通道音頻信 號的同步的設備和方法。
技術方案 —根據本發明的一方面，提供了一種用於通過使用高效高級音頻編碼
(HE-AAC)解碼器和低功率運動圖像專家組(MPEG)環繞解碼器來恢復多 通道音頻信號的設備，其包括實到復轉換器，用於將從HE-AAC解碼器中 輸出的、作為實正交鏡像濾波器(QMF)信號的、實數域的QMF信號轉換 為作為復QMF信號的、複數域的QMF信號；以及延遲單元，用於將在實到 復轉換器中引起的延遲施加到從HE-AAC解碼器中輸出的復QMF信號。
根據本發明的另一方面，提供了一種用於通過使用HE-AAC解碼器和低 功率MPEG環繞解碼器來恢復多通道音頻信號的設備，其包括延遲單元， 用於將在QMF組和奈奎斯特濾波器組中引起的延遲施加到從HE-AAC解碼 器中輸出的時域縮混信號的空間參數。
根據本發明的另一方面，提供了一種用於通過使用高效高級音頻編碼 (HE-AAC)解碼器和低功率運動圖像專家組(MPEG)環繞解碼器來恢復多 通道音頻信號的設備，其包括實到復轉換器，用於將從HE-AAC解碼器中 輸出的實QMF信號轉換為復QMF信號；第一延遲單元，用於將在實到復轉 換器中引起的延遲施加到從HE-AAC解碼器中輸出的復QMF信號；以及第 二延遲單元，用於將在QMF組和奈奎斯特濾波器組中引起的延遲施加到從 HE-AAC解碼器中輸出的時域縮混信號的空間參數。
根據本發明的另一方面，提供了一種用於通過使用HE-AAC解碼器和高 質量MPEG環繞解碼器來恢復多通道音頻信號的設備，其包括延遲單元， 用於將在低功率MPEG環繞解碼器中使用的實到復轉換過程中引起的延遲施 加到從HE-AAC解碼器中輸出的復QMF信號。
根據本發明的另一方面，提供了一種MPEG環繞解碼器，用於基於從 HE-AAC解碼器輸入的縮混信號和邊信息比特流來恢復多通道音頻信號，其 包括實到復轉換器，用於將從HE-AAC解碼器中輸出的實QMF信號轉換 為復QMF信號；以及第一延遲單元，用於將在實到復轉換器中引起的延遲施 加到從HE-AAC解碼器中輸出的復QMF信號。
根據本發明的另 一方面，提供了 一種用於基於從HE-AAC解碼器輸入的 縮混信號和邊信息比特流來恢復多通道音頻信號的方法，其包括以下步驟 將從HE-AAC解碼器中輸出的實QMF信號轉換為復QMF信號；以及將在實 到復轉換步驟中引起的延遲施加到從實到復轉換步驟中輸出的復QMF信號。
有益效果如上所述，本發明的技術可以通過當從HE-AAC解碼器中輸出的縮混信 號以實QMF域信號或者復QMF域信號的形式被施加到MPEG環繞解碼器 時、添加延遲單元，來保持縮混信號和MPEG環繞邊信息信號之間的同步， 以恢復所期望的多通道音頻信號。


圖1是示出了高質量運動圖像專家組(MPEG)環繞解碼器的混合分析 濾波器組的框圖2是示出了高質量MPEG環繞解碼器的混合合成濾波器組的框圖； 圖3圖示了用於使用HE-AAC解碼器和低功率MPEG環繞解碼器來合成
多通道音頻信號的處理；
圖4是示出了低功率MPEG環繞解碼器的混合分析濾波器組和混合合成
濾波器組的框混合分析濾波器組和混合合成濾波器組的框圖；以及
圖6是圖示了包括才艮據本發明的延遲單元的高質量MPEG環繞解碼器的 混合分析濾波器組和混合合成濾波器組的框圖。
具體實施例方式
將參考附圖來詳細描述本發明的實施例。
首先，圖3圖示了用於使用HE-AAC解碼器和低功率MPEG環繞解碼器 來合成多通道音頻信號的處理。
HE-AAC解碼器301接收縮混信號比特流，並輸出單聲道/立體聲信號和 縮混信號。從HE-AAC解碼器301中輸出的縮混信號連同邊信息比特流一起 被輸入到低功率MPEG環繞解碼器302中，並且低功率MPEG環繞解碼器 302恢復並輸出多通道音頻信號。
當在HE-AAC編碼器中對縮混信號進行編碼、並且在MPEG環繞編碼器 中從多通道音頻信號中提取邊信息時，通過HE-AAC解碼器301對縮混信號 進行解碼，並且通過低功率MPEG環繞解碼器302來恢復多通道音頻信號。 在此，在低複雜性HE-AAC解碼器301的情況下、從HE-AAC解碼器301中 提取的縮混信號的QMF係數是實數，或者在一般HE-AAC解碼器的情況下，該QMF係數是複數。同樣，可以從HE-AAC解碼器301中提取時域的縮混 信號，並使用它們。
圖4是示出了低功率MPEG環繞解碼器的混合分析濾波器組和混合合成 濾波器組的框圖。
如該圖所示，當時域的縮混信號被輸入到低功率MPEG環繞解碼器時， 在實QMF分析濾波器組401、實QMF合成濾波器組407、奈查斯特分析濾 波器組403、奈查斯特合成濾波器組405、實到復轉換器402、和復到實轉換 器406中發生時間延遲。然而，當使用從低複雜性HE-AAC解碼器中輸出的 實QMF域的縮混信號時，僅在實到復轉換器402和復到實轉換器406中發生 延遲。因為HE-AAC解碼器的SBR工具使用相同的QMF濾波器，所以已經 考慮了在實QMF分析濾波器組401和實QMF合成濾波器組407中引起的延 遲。同樣，由於在SBR工具中奈奎斯特分析濾波器組403和奈奎斯特合成濾 波器組405所需的先行信息可用，所以不需要額外的延遲。另外，用於QMF 殘留信號的延遲單元404考慮了由實到復轉換器402引入的延遲，從而對輸 入到奈奎斯特分析濾波器組403的信號進行同步。
本發明提供了 一種用於將實QMF域的縮混信號、復QMF域的縮混信號 和時域的縮混信號與低功率MPEG環繞解碼器的輸出信號(例如，空間參數) 進行同步的方法。參考圖5來描述該過程。
混合分析濾波器組和混合合成濾波器組的框圖。
當恰好在一般HE-AAC解碼器的QMF合成濾波器組以前提取的復QMF 信號被輸入到低功率MPEG環繞解碼器的混合濾波器中時，復QMF信號不 必通過實到復轉換器503。因而，復QMF域的縮混信號被直接輸入到奈套斯 特分析濾波器組504中。在此，另外需要延遲單元505,以考慮由於時域或 實QMF域的縮混信號通過實到復轉換器503而引入的延遲。正由於使用了實 QMF域的縮混信號，所以在HE-AAC解碼器中考慮由實QMF分析濾波器組 502、實QMF合成濾波器組509、奈奎斯特分析濾波器組504和奈奎斯特合 成濾波器組507引起的延遲。因而，不存在由它們引起的額外延遲。
當在HE-AAC解碼器處解碼的時域縮混信號被提供到低功率MPEG環繞 解碼器時，添加延遲單元501 ，以將與對應於在HE-AAC QMF合成濾波器組 中引起的延遲的樣本、對應於在實QMF分析濾波器組502中引起的延遲的樣本、對應於在奈查斯特分析濾波器組504中引起的延遲的樣本、以及對應於
在實到復轉換器503中引起的延遲的樣本之和對應的延遲施加到從MPEG環 繞邊信息信號中提取的空間參數，從而對用於縮混信號的HE-AAC解碼器和 低功率MPEG環繞解碼器進行同步。
圖6是圖示了包括根據本發明的延遲單元的高質量MPEG環繞解碼器的 混合分析濾波器組和混合合成濾波器組的框圖。參考該圖，時域的縮混信號 通過QMF分析濾波器組601被輸入到延遲單元602,並且復QMF域的縮混 信號被直接輸入到延遲單元602。延遲單元602的輸出連同QMF殘留輸入信 號一起被輸入到奈套斯特分析濾波器組603，並且奈套斯特分析濾波器組603 輸出混合子帶信號。
如同當將HE-AAC解碼器與低功率MPEG環繞解碼器連結時添加延遲單 元505 —樣，對於復QMF信號添加了延遲單元602。對於復QMF信號添加 延遲單元602,以通過考慮在低功率MPEG環繞解碼器的實到復轉換器503 中引起的延遲，來對高質量MPEG環繞解碼器進行同步。
發明模式
儘管已經針對特定實施例而描述了本發明，但是對本領域技術人員明顯 的是，可以進行各種改變和修改，而不脫離由以下權利要求限定的本發明的 並青神和範圍。
工業實用性
當在維持與傳統單聲道/立體聲音頻接收機的兼容性的同時、恢復高質量 多通道音頻信號時，可以應用本發明以對縮混信號與空間參數進行同步。
權利要求
1.一種用於通過使用高效高級音頻編碼(HE-AAC)解碼器和低功率運動圖像專家組(MPEG)環繞解碼器來恢復多通道音頻信號的設備，包括實到復轉換器，用於將從HE-AAC解碼器中輸出的、作為實正交鏡像濾波器(QMF)信號的、實數域的QMF信號轉換為作為復QMF信號的、複數域的QMF信號；以及延遲單元，用於將在實到復轉換器中引起的延遲施加到從HE-AAC解碼器中輸出的復QMF信號。
2. —種用於通過使用HE-AAC解碼器和低功率MPEG環繞解碼器來恢 復多通道音頻信號的設備，包括延遲單元，用於將在QMF組和奈奎斯特組中引起的延遲施加到從 HE-AAC解碼器中輸出的時域縮混信號的空間參數。
3. —種用於通過使用高效高級音頻編碼(HE-AAC)解碼器和低功率運 動圖像專家組(MPEG)環繞解碼器來恢復多通道音頻信號的設備，包括實到復轉換器，用於將從HE-AAC解碼器中輸出的實QMF信號轉換為 復QMF信號；第一延遲單元，用於將在實到復轉換器中引起的延遲施加到從HE-AAC 解碼器中輸出的復QMF信號；以及第二延遲單元，用於將在QMF組和奈奎斯特組中引起的延遲施加到從 HE-AAC解碼器中輸出的時域縮混信號的空間參數。
4. 一種用於通過使用HE-AAC解碼器和高質量MPEG環繞解碼器來恢 復多通道音頻信號的設備，包括延遲單元，用於將在低功率MPEG環繞解碼器中使用的實到復轉換過程 中引起的延遲施加到從HE-AAC解碼器中輸出的復QMF信號。
5. —種MPEG環繞解碼器，用於基於從HE-AAC解碼器輸入的縮混信 號和邊信息比特流來恢復多通道音頻信號，包括實到復轉換器，用於將從HE-AAC解碼器中輸出的實QMF信號轉換為 復QMF信號；以及第一延遲單元，用於將在實到復轉換器中引起的延遲施加到從HE-AAC 解碼器中輸出的復QMF信號。
6. 根據權利要求5所述的MPEG環繞解碼器，進一步包括 第二延遲單元，用於將在QMF組和奈奎斯特組中引起的延遲施加到從HE-AAC解碼器中輸出的時域縮混信號的空間參數。
7. —種用於基於從HE-AAC解碼器輸入的縮混信號和邊信息比特流來 恢復多通道音頻信號的方法，包括以下步驟將從HE-AAC解碼器中輸出的實QMF信號轉換為復QMF信號；以及 將在實到復轉換步驟中引起的延遲施加到從實到復轉換步驟中輸出的復 QMF信號。
8. 根據權利要求7所述的方法，進一步包括以下步驟將在QMF組和奈奎斯特組中引起的延遲施加到從HE-AAC解碼器中輸 出的時域縮混信號的空間參數。
全文摘要
提供了一種在MPEG環繞解碼器中用於通過根據縮混音頻信號的種類來控制延遲、以控制對縮混信號和MPEG環繞邊信息信號進行同步的方法。當使用HE-AAC解碼器和低功率MPEG環繞解碼器來恢復多通道音頻信號、並且從HE-AAC解碼器中輸出的復QMF信號被用作縮混信號時，延遲單元對於在實到復轉換器中引起的延遲進行補償。當使用時域縮混信號時，另一延遲單元延遲空間參數，以對在QMF和奈奎斯特組中引起的延遲進行補償。同樣，當使用HE-AAC解碼器和高質量MPEG環繞解碼器來恢復多通道音頻信號、並且將從HE-AAC解碼器中輸出的復QMF信號用作縮混信號時，延遲單元對於在實到復轉換器中引起的延遲進行補償。
文檔編號G10L19/00GK101578654SQ200780032779
公開日2009年11月11日 申請日期2007年7月4日 優先權日2006年7月4日
發明者張仁瑄, 張大永, 徐廷一, 洪鎮佑, 白承權, 金鎮雄 申請人:韓國電子通信研究院